(57)【要約】      （修正有）【課題】集光光学系の集光位置がずれることによる光量の減少及びコリメータ光学系の光学性能の低下を抑制することができる光源ユニットを提供する。【解決手段】光源２０からの光を集光する集光光学系２２と、前記集光光学系２２の集光位置またはその近傍に配置される開口部３４とを備えた光源ユニット２であって、前記集光光学系２２の光路の中心を通る基準軸の方向における前記集光光学系２２の集光位置のずれに応じて、前記基準軸の方向における前記開口部３４の位置及び前記開口部３４の大きさの少なくとも一方を変更する変更手段例えば４０を備える。【選択図】図２
2007299891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を集光する集光光学系と、前記集光光学系の集光位置またはその近傍に配置される開口部とを備えた光源ユニットであって、
前記集光光学系の光路の中心を通る基準軸の方向における前記集光光学系の集光位置のずれに応じて、前記基準軸の方向における前記開口部の位置及び前記開口部の大きさの少なくとも一方を変更する変更手段を備えることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記集光光学系の集光位置のずれを検出する検出手段を備え、
前記変更手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記基準軸の方向における前記開口部の位置及び前記開口の大きさの少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の光源ユニットを備え、
前記光源ユニットからの光を被照射面上に導くことを特徴とする照明光学系。
【請求項４】
光源からの光を被照射面上に導く照明光学系において、
前記光源からの光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系の集光位置またはその近傍に配置される開口部と、
前記開口部を通過した前記光源からの光を平行光にするコリメータ光学系と、
前記集光光学系の光路の中心を通る基準軸の方向における前記集光光学系の集光位置のずれに応じて、前記基準軸の方向における前記開口部の位置または前記開口部の大きさの少なくとも一方を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする照明光学系。
【請求項５】
前記変更手段は、前記集光光学系の集光位置のずれに応じて、前記集光光学系及び前記コリメータ光学系の少なくとも一方を移動させることを特徴とする請求項４記載の照明光学系。
【請求項６】
前記集光光学系及び前記コリメータ光学系の少なくとも一方は、前記コリメータ光学系からの前記平行光の平行度のずれの許容値を考慮して、前記集光光学系の集光位置を前記基準軸の方向に沿って所定量だけ予めずらして配置されることを特徴とする請求項４記載の照明光学系。
【請求項７】
前記集光光学系の集光位置のずれを検出する検出手段を備え、
前記変更手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記基準軸の方向に沿った前記開口部の位置、前記開口部の大きさ、前記集光光学系の位置及び前記コリメータ光学系の位置の少なくとも１つを変更することを特徴とする請求項５記載の照明光学系。
【請求項８】
前記光源は、極端紫外域を含む波長域の光を射出するプラズマ光源を含み、
前記開口部は、前記プラズマ光源から発散する飛散物の飛散を防止するための隔壁に設けられていることを特徴とする請求項３乃至請求項７の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項９】
所定のパターンを基板上に露光する露光装置において、
請求項３乃至請求項８の何れか一項に記載の照明光学系を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項９記載の露光装置を用いて所定のパターンを基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための露光装置等に用いられる光源ユニット、照明光学系、該光源ユニットまたは該照明光学系を備えた露光装置及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子回路の微細化に伴い、解像力を更に向上させるために、短い波長（１１〜１４ｎｍ）のＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている。この波長域では、従来のレンズのような透過屈折型の光学素子を使用できず、ミラー等の反射型の光学素子を用いる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２４０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＥＵＶ光を露光光とする露光装置においては、プラズマ光源から射出されたＥＵＶの波長域を含む光を集光する斜入射型ミラーを同心円状に配置した集光光学系が用いられる。集光光学系により集光されたＥＵＶ光は、集光光学系の集光位置に配置されたプラズマ光源から発散する飛散物の飛散を防止するための隔壁に設けられたピンホールを通過し、ＥＵＶ光を平行光束に変換するコリメータ光学系に入射する。コリメータ光学系は、その焦点位置が集光光学系の集光位置に位置するように配置される。
【０００４】
ところで、集光光学系は、プラズマ光源から連続的に熱輻射を受けており、経時的にその形状が変化する。集光光学系の形状が変化することにより集光光学系の集光位置が変化する。したがって、ピンホールの配置位置が集光光学系の集光位置からずれるため、ピンホールを通過することによりＥＵＶ光にけられが生じ、光量が減少する場合があった。また、コリメータ光学系の焦点位置と集光光学系の集光位置とが一致しなくなるため、コリメータ光学系を通過したＥＵＶ光の平行度が悪化し、露光精度に悪影響を及ぼす場合があった。
【０００５】
この発明の課題は、集光光学系の集光位置がずれることによる光量の減少及びコリメータ光学系の光学性能の低下を抑制することができる光源ユニット、照明光学系、該光源ユニットまたは該照明光学系を備えた露光装置及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の光源ユニットは、光源（２０）からの光を集光する集光光学系（２２）と、前記集光光学系（２２）の集光位置またはその近傍に配置される開口部（３４）とを備えた光源ユニット（２）であって、前記集光光学系（２２）の光路の中心を通る基準軸（Ａ）の方向における前記集光光学系（２２）の集光位置のずれに応じて、前記基準軸（Ａ）の方向における前記開口部（３４）の位置及び前記開口部（３４）の大きさの少なくとも一方を変更する変更手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明の照明光学系は、この発明の光源ユニット（２）を備え、前記光源ユニット（２）からの光を被照射面（Ｍ）上に導くことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の照明光学系は、光源（２０）からの光を被照射面（Ｍ）上に導く照明光学系において、前記光源（２０）からの光を集光する集光光学系（２２）と、前記集光光学系（２２）の集光位置またはその近傍に配置される開口部（３４）と、前記開口部（３４）を通過した前記光源（２０）からの光を平行光にするコリメータ光学系（４）と、前記集光光学系（２２）の光路の中心を通る基準軸（Ａ）の方向における前記集光光学系（２２）の集光位置のずれに応じて、前記基準軸（Ａ）の方向における前記開口部（３４）の位置または前記開口部（３４）の大きさの少なくとも一方を変更する変更手段（４０，４２）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明の露光装置は、所定のパターンを基板（Ｗ）上に露光する露光装置において、この発明の照明光学系を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明のデバイスの製造方法は、この発明の露光装置を用いて所定のパターンを基板（Ｗ）上に露光する露光工程（Ｓ３０３）と、前記露光工程により露光された前記基板（Ｗ）を現像する現像工程（Ｓ３０４）とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の光源ユニットによれば、集光光学系の光路の中心を通る基準軸の方向における集光光学系の集光位置のずれに応じて、基準軸の方向における開口部の位置及び開口部の大きさの少なくとも一方を変更する変更手段を備えているため、開口部において光のけられが生じることによる光量の減少を抑制することができる。
【００１２】
また、この発明の照明光学系によれば、集光光学系の光路の中心を通る基準軸の方向における集光光学系の集光位置のずれに応じて、基準軸の方向における開口部の位置、開口部の大きさ、集光光学系の位置及びコリメータ光学系の位置の少なくとも１つを変更する変更手段を備えているため、開口部において照明光のけられが生じることによる光量の減少及びコリメータ光学系の光学性能の低下を抑制することができ、被照射面上を良好に照明することができる。
【００１３】
また、この発明の露光装置によれば、この発明の照明光学系を備えているため、露光光の光量の減少及びコリメータ光学系の光学性能の低下を抑制することができ、良好な露光を行うことができる。
【００１４】
また、この発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の露光装置を用いて露光を行うため、高精度な露光を行うことができ、良好なデバイスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１は、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。この投影露光装置は、図１に示すように、マスクＭの形成されているパターンをウエハＷ上に転写露光するための露光光としてのＥＵＶ（extreme ultra violet、極端紫外）光を射出する光源ユニット２を備えている。
【００１６】
図２は、光源ユニット２の構成を示す図である。図２に示すように、光源ユニット２は、約５〜４０ｎｍの極端紫外域の波長を含む光、即ち赤外域から極端紫外域までの波長の光を射出するプラズマ光源２０を備えている。プラズマ光源２０から射出した光は、複数の斜入射型ミラーを同心円状に配置した集光光学系２２に入射する。複数の斜入射型ミラーは、光が入射角７５度以上で入射するように構成されている。また、集光光学系２２は、集光光学系２２の光路の中心を通る基準軸の方向における位置が微小量変更可能に構成されている。具体的には、制御装置２８の制御信号に従って、駆動部４０が集光光学系２２を移動させる。
【００１７】
集光光学系２２を介した光は、分光手段としての反射型回折格子２４に入射する。反射型回折格子２４は、反射型回折格子２４に入射した光をマスクＭの照明に用いる必要な使用波長の光（以下、ＥＵＶ光という。）とマスクＭの照明に用いない不要な波長の光（以下、不要光という。）とに分光する。反射型回折格子２４により分光されたＥＵＶ光は、集光光学系２２の集光位置に集光する。一方、反射型回折格子２４により分光された不要光は、ＣＣＤ等により構成される検出器（検出手段）２６に入射する。検出器２６は、反射型回折格子２４により分光された不要光が集光する位置またはその近傍に配置されている。検出器２６は、反射型回折格子２４により分光された不要光の光強度を検出する。検出器２６による検出結果は制御装置２８に出力され、制御装置２８は、検出器２６による検出結果に基づいて、集光光学系２２の集光位置のずれを検出する。
【００１８】
図２に示すように、光源ユニット２を構成するプラズマ光源２０、集光光学系２２、反射型回折格子２４及び検出器２６等は、チャンバ３０内に収納されている。チャンバ３０は、プラズマ光源２０から発散する飛散物が照明光学系やマスクＭが設置されている領域内へ侵入するのを防止し、かつ照明に用いない迷光が照明光学系やマスクＭが設置されている領域内へ侵入するのを防止する。また、チャンバ３０は、プラズマ光源２０から発散する飛散物の飛散を防止するための隔壁３２を備えており、隔壁３２にはピンホール３４が設けられている。
【００１９】
反射型回折格子２４により分光されたＥＵＶ光は、集光光学系２２の集光位置に配置されているピンホール（開口部）３４を通過する。隔壁３２は、ＥＵＶ光の光路の中心を通る基準軸の方向（図中矢印ａで示す）に沿って移動可能に構成されている。隔壁３２が図中矢印ａ方向に移動することにより、集光光学系２２に対するピンホール３４の位置を移動させることができる。具体的には、制御装置２８の制御信号に従って、駆動部３６が隔壁３２を移動させることにより、集光光学系２２に対するピンホール３４の位置を移動させる。また、ピンホール３４の近傍には可動部材３４ａが設けられており、変更部材３４ａは図中矢印ｂ方向に移動可能に構成されている。可動部材３４ａが図中矢印ｂ方向に移動することにより、ピンホール３４の大きさを変更することができる。具体的には、制御装置２８の制御信号に従って、駆動部３８が可動部材３４ａを移動させることにより、ピンホール３４の大きさを変化させる。
【００２０】
光源ユニット２から射出したＥＵＶ光は、照明光学系を構成するコリメータミラー（コリメータ光学系）４により反射されることにより略平行光となる。コリメータミラー４は、その焦点位置が後述する集光光学系２２の集光位置と一致する位置に配置されている。また、コリメータミラー４は、コリメータミラー４に入射するＥＵＶ光の光路の中心を通る基準軸の方向に沿った位置が微小量変更可能に構成されている。具体的には、制御装置２８の制御信号に従って、駆動部４２がコリメータミラー４を移動させる。コリメータミラー４により反射されたＥＵＶ光は、照明光学系を構成する入射側フライアイミラー６に入射する。
【００２１】
入射側フライアイミラー６は、並列に配列された複数の反射素子により構成され、後述する被照射面としてのマスクＭやウエハＷと光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。入射側フライアイミラー６により反射されたＥＵＶ光は、射出側フライアイミラー８に入射する。射出側フライアイミラー８は、並列に配列された複数の反射素子により構成され、照明光学系の瞳面またはその近傍に配置されている。入射側フライアイミラー６に入射したほぼ平行なＥＵＶ光は入射側フライアイミラー６の集光作用により集光され、射出側フライアイミラー８の射出面もしくはその近傍には２次光源が形成される。射出側フライアイミラー８により反射されたＥＵＶ光は、コンデンサミラー１０，１２により順次反射されることにより照明光学系から射出し、所定のパターンが形成され、マスクステージＭＳに載置された反射型のマスクＭ上を重畳的に均一照明する。マスクＭにより反射されたＥＵＶ光は、図示しない複数の結像用反射部材を備える反射型投影光学系ＰＬを介して、ウエハステージＷＳに載置され、レジストが塗布された感光性基板としてのウエハＷ上にマスクＭに形成されたパターン像を投影露光する。
【００２２】
この実施の形態にかかる投影露光装置は、集光光学系２２の集光位置がずれることによるＥＵＶ光の光量の減少及びコリメータミラー４の光学性能の低下を抑制することができる。通常、図３の実線で示す光線のように、集光光学系２２を通過したＥＵＶ光は集光光学系２２の集光位置に配置されているピンホール３４を通過するため、ＥＵＶ光のけられが発生しない。したがって、ＥＵＶ光の光量の減少を防止しつつ、隔壁３２によりプラズマ光源２０から発散する飛散物を効果的に除去する。そして、ピンホール３４を通過したＥＵＶ光は、コリメータミラー４により平行光に変換される。なお、集光光学系２２及びコリメータミラー４は反射型の光学素子であるが、図３においては、便宜上集光光学系２２及びコリメータミラー４を屈折型の光学素子として図示している。ここで、集光光学系２２は、露光の際、プラズマ光源２０から連続的に熱輻射を受けており、経時的にその形状が変化する。集光光学系２２の形状が変化することにより集光光学系２２から射出した光が集光するまでの距離（以下、集光距離という。）が変化する。
【００２３】
例えば、集光光学系２２の経時的な形状変化により集光距離が短くなった場合、ＥＵＶ光は、図３の破線で示す光線のように、ピンホール３４に到達する前に集光する。また、集光光学系２２の経時的な形状変化により集光光学系２２の集光距離が長くなった場合、ＥＵＶ光は、図３の一点鎖線で示す光線のように、集光する前にピンホール３４に到達する。このように、集光光学系２２の集光距離が変化することにより、ピンホール３４の配置位置が集光光学系２２の集光位置とは異なる位置となり、ピンホール３４によりＥＵＶ光の一部が遮断され、ＥＵＶ光の光量が減少する。
【００２４】
また、コリメータミラー４はその焦点位置が集光光学系２２の集光位置と一致する位置に配置されているため、コリメータミラー４を介したＥＵＶ光は平行光となる。しかしながら、集光光学系２２の集光距離が変化することにより、コリメータミラー４の焦点位置と集光光学系２２の集光位置が一致しなくなり、コリメータミラー４を介したＥＵＶ光は平行光でなくなるため、ＥＵＶ光の平行度が悪化する。例えば、集光光学系２２の経時的な形状変化により集光距離が短くなった場合、ＥＵＶ光は、図４の破線で示す光線のように、コリメータミラー４を通過した後、平行光とならず、収束する。また、集光光学系２２の経時的な形状変化により集光光学系２２の集光距離が長くなった場合、ＥＵＶ光は、図４の一点鎖線で示す光線のように、平行光とならず、発散する。なお、図４においては、便宜上集光光学系２２及びコリメータミラー４を屈折型の光学素子として図示している。
【００２５】
そこで、この実施の形態においては、集光光学系２２の光路の中心を通る基準軸Ａの方向における集光光学系２２の集光位置のずれに応じて、基準軸Ａの方向における隔壁３２の位置、ピンホール３４の大きさ、基準軸Ａの方向における集光光学系２２の位置及び基準軸Ａの方向におけるコリメータミラー４の位置を変更することにより、ＥＵＶ光の光量の減少及びコリメータミラー４を通過したＥＵＶ光の平行度の悪化を抑制する。
【００２６】
まず、制御装置２８は、検出器２６により検出された不要な波長の光の光強度を取得し、取得した光強度から集光光学系２２の集光位置のずれを検出する。例えば、集光光学系２２の集光位置がずれているときの不要光の光強度は、集光光学系２２の集光位置がずれていないときの不要光の光強度と比較して小さくなる。したがって、検出された不要光の光強度が集光光学系２２の集光位置がずれていないときの不要光の光強度より小さかった場合、不要光の主光線の方向に沿って反射型回折格子２４に近づける方向に検出器２６を移動させながら不要光の光強度の変化を検出する。この場合に、不要光の光強度が徐々に小さくなった場合には集光光学系２２の集光距離が長くなったことを示しており、不要光の光強度が徐々に大きくなった場合には集光光学系２２の集光距離が短くなったことを示している。そして、検出された不要光の光強度と不要光の光強度の変化を用いて集光光学系２２の集光位置のずれを検出する。
【００２７】
次に、制御装置２８は、検出された集光光学系２２の集光位置のずれから、光路の中心を通る基準軸Ａに沿った隔壁３２の位置、ピンホール３４の大きさ、基準軸Ａに沿った集光光学系２２の位置及び基準軸Ａに沿ったコリメータミラー４の位置の変更量を算出する。集光光学系２２の位置及びコリメータミラー４の位置は、他の光学部材との位置関係上、変更するには限界があるため、変更量の限界値を超えない範囲で変更量を算出する。次に、制御装置２８は、駆動部３６，３８，４０，４２を介して、基準軸Ａに沿った隔壁３２の位置の移動，ピンホール３４の大きさの変更、基準軸Ａに沿った集光光学系２２の位置の移動，基準軸Ａに沿ったコリメータミラー４の位置の移動を行う。
【００２８】
図５を参照して、基準軸Ａに沿って隔壁３２の位置を移動する場合について説明する。図５の破線で示す光線ように、集光光学系２２の経時的な形状変化により集光距離が短くなった場合、基準軸Ａに沿った隔壁３２の位置を集光光学系２２側に移動（図中矢印Ｂ方向に移動）し、隔壁３２を図５の破線で示す位置に配置する。そして、ピンホール３４が集光光学系２２の集光位置に位置するようにする。また、図５の一点鎖線で示す光線ように、集光光学系２２の経時的な形状変化により集光距離が長くなった場合、基準軸Ａに沿った隔壁３２の位置をコリメータミラー４側に移動（図中矢印Ｃ方向に移動）し、隔壁３２を図５の一点鎖線で示す位置に配置する。そして、ピンホール３４が集光光学系２２の集光位置に位置するようにする。なお、図５においては、便宜上集光光学系２２及びコリメータミラー４を屈折型の光学素子として図示している。集光光学系２２の集光位置のずれに応じて隔壁３２を移動させることにより、ピンホール３４を通過することによるＥＵＶ光のけられが発生することなく、ＥＵＶ光の光量の減少を防止することができる。
【００２９】
次に、図６を参照して、ピンホール３４の大きさを変更する場合について説明する。図６の破線及び一点鎖線で示す光線のように、集光光学系２２の経時的な形状変化により集光距離が変化した場合、可動部材３４ａを移動させることによりピンホール３４の大きさを大きくし、ＥＵＶ光の一部が隔壁３２に遮断させるのを防止する。なお、図６においては、便宜上集光光学系２２及びコリメータミラー４を屈折型の光学素子として図示している。集光光学系２２の集光位置のずれに応じてピンホール３４の大きさを大きくすることにより、ピンホール３４を通過することによるＥＵＶ光のけられが発生することなく、ＥＵＶ光の光量の減少を防止することができる。
【００３０】
次に、図７を参照して、基準軸Ａに沿ってコリメータミラー４の位置を移動する場合について説明する。図７の破線で示す光線のように、集光光学系２２の経時的な形状変化により集光距離が短くなった場合、基準軸Ａに沿ったコリメータミラー４の位置を集光光学系２２側に移動（図中矢印Ｄ方向に移動）し、コリメータミラー４の焦点位置が集光光学系２２の集光位置に位置するようにする。また、図７の一点鎖線で示す光線のように、集光光学系２２の経時的な形状変化により集光距離が長くなった場合、基準軸Ａに沿ったコリメータミラー４の位置を入射側フライアイミラー６側に移動（図中矢印Ｄ方向に移動）し、コリメータミラー４の焦点位置が集光光学系２２の集光位置に位置するようにする。即ち、集光光学系２２の集光位置のずれに応じてコリメータミラー４を移動させることにより、コリメータミラー４の光学性能の低下、即ちコリメータミラー４から射出するＥＵＶ光の平行度の悪化を防止することができる。
【００３１】
なお、図７においては、便宜上集光光学系２２及びコリメータミラー４を屈折型の光学素子として図示している。また、コリメータミラー４を移動させる例について説明したが、集光光学系２２を移動させてもよく、または集光光学系２２及びコリメータミラー４の両方を移動させるようにしてもよい。
【００３２】
第１の実施の形態にかかる露光装置によれば、集光光学系２２の光路の中心を通る基準軸Ａの方向における集光光学系２２の集光位置のずれに応じて、基準軸Ａの方向における隔壁３２の位置及びピンホール３４の大きさを変更することができるため、ＥＵＶ光が隔壁３２によりけられることなく、ＥＵＶ光の光量の減少を防止することができる。また、基準軸Ａの方向における集光光学系２２の位置及び基準軸Ａの方向におけるコリメータミラー４の位置を変更することができるため、集光光学系２２の集光位置とコリメータミラー４の焦点位置とをほぼ一致させることができ、コリメータミラー４の光学性能の低下、即ちコリメータミラー４により反射されるＥＵＶ光の平行度の悪化を抑制することができる。したがって、被照射面としてのマスクＭ上を良好に照明することができ、良好な露光を行うことができる。
【００３３】
なお、この第１の実施の形態においては、検出器２６により不要光の光強度を検出することにより集光光学系２２の集光位置のずれを検出しているが、集光光学系２２が熱輻射を受けることによる経時的な集光光学系２２の集光位置のずれを計測または算出し、計測または算出された経時的な集光光学系２２の集光位置のずれを図示しない記憶部等に記憶させておくようにしてもよい。この場合には、ＥＵＶ光の照射時間に対応する記憶部に記憶されている集光光学系２２の集光位置のずれに応じて、基準軸Ａに沿った隔壁３２の位置、ピンホール３４の大きさ、基準軸Ａに沿った集光光学系２２の位置及び基準軸Ａに沿ったコリメータミラー４の位置を変更していく。
【００３４】
また、第１の実施の形態においては、基準軸Ａに沿った隔壁３２の位置、ピンホール３４の大きさ、基準軸Ａに沿った集光光学系２２の位置及び基準軸Ａに沿ったコリメータミラー４の位置が変更可能に構成されているが、隔壁３２の位置、ピンホール３４の大きさ、集光光学系２２の位置及びコリメータミラー４の位置のうちの１つ、もしくは何れか２つまたは何れか３つが変更可能に構成されていればよい。例えば、隔壁３２の位置と集光光学系２２の位置とが変更可能、隔壁３２の位置とコリメータミラー４の位置とが変更可能、隔壁３２の位置とピンホール３４の大きさと集光光学系２２の位置が変更可能、隔壁３２の位置とピンホール３４の大きさとコリメータミラー４の位置とが変更可能に構成されていればよい。
【００３５】
次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる投影露光装置を構成する集光光学系２２を図８に示す集光光学系５０に、コリメータミラー４を図８に示すコリメータミラー５２に変更したものである。従って、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【００３６】
図８は、第２の実施の形態にかかる集光光学系５０、ピンホール３４が設けられている隔壁３２及びコリメータミラー５２の構成を示す図である。なお、集光光学系５０及びコリメータミラー５２は反射型の光学素子により構成されているが、図８においては、便宜上集光光学系５０及びコリメータミラー５２を屈折型の光学素子として図示している。
【００３７】
集光光学系５０及びコリメータミラー５２は、コリメータミラー５２から射出するＥＵＶ光（平行光）の平行度のずれの許容値を考慮して、集光光学系５０の集光位置をＥＵＶ光の光路の中心を通過する基準軸Ａの方向に沿って所定量だけ予めずらして配置されている。
【００３８】
例えば、コリメータミラー５２から射出し、入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角のずれの許容値の範囲が±βであるとする。ここで、許容値とは、ＥＵＶ光がマスクＭを照明し、マスクＭに形成されているパターンをウエハＷ上に転写露光する際に、高精度で露光することができる限界値である。次に、集光光学系５０が熱輻射を受けることによる入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角のずれを計測または算出する。この実施の形態においては、入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角のずれが２βに到達した後に安定したとする。
【００３９】
したがって、この実施の形態においては、集光光学系５０及びコリメータミラー５２が、入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角が−βとなるように基準軸Ａの方向に沿って予めずらして配置されている。即ち、図８の実線で示す光線のように、ＥＵＶ光は、初期状態においては、集光光学系５０、ピンホール３４を通過して、コリメータミラー５２から射出したとき、平行光とはならず、射出角−βでコリメータミラー５２から射出する。この場合においては、コリメータミラー５２から射出したＥＵＶ光は平行光でないが、入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角のずれの許容値の範囲内であるため、良好な露光を行うことができる。
【００４０】
集光光学系５０が熱輻射を受ける時間経過とともに、集光光学系５０の形状は変化する。集光光学系５０の形状変化に伴い、集光光学系５０の集光位置が変化し、最終的には入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角のずれが２βに到達する。しかしながら、集光光学系５０及びコリメータミラー５２が、入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角が−βとなるように基準軸Ａの方向に沿って予めずらして配置されているため、図８の破線で示す光線ように、ＥＵＶ光は、集光光学系５０、ピンホール３４を通過して、コリメータミラー５２から射出したとき、初期の入射角（−β）＋最終的な入射角のずれ（２β）＝射出角（＋β）でコリメータミラー５２から射出する。この場合においては、コリメータミラー５２から射出したＥＵＶ光は平行光ではないが、入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角のずれの許容値の範囲内にあるため、良好な露光を行うことができる。
【００４１】
即ち、集光光学系５０の形状変化に伴う集光光学系５０の集光位置のずれが生じた場合においても、集光光学系５０の集光位置のずれが生じていないときと同じ精度で露光を行なうことができ、長時間にわたって良好な露光を行なうことができる。
【００４２】
なお、入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角のずれの許容値の範囲を超える範囲で、集光光学系５０の経時的な形状変化による入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角の経時的なずれが発生する場合には、第１の実施の形態で説明したように、ピンホール３４の基準軸Ａに沿った位置やピンホール３４の大きさを変更することにより調整を行う。
【００４３】
この第２の実施の形態にかかる露光装置によれば、コリメータミラー５２から射出するＥＵＶ光（平行光）の平行度のずれの許容値を考慮して、集光光学系５０及びコリメータミラー５２の少なくとも一方が入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角を基準軸Ａの方向に沿って予め所定量だけずらして配置されているため、集光光学系５０の経時的な形状変化により集光光学系５０の集光位置がずれた場合においても、コリメータミラー５２から射出するＥＵＶ光の平行度の悪化を抑制することができ、良好な露光を行うことができる。
【００４４】
なお、この第２の実施の形態においては、入射側フライアイミラー６へ入射するＥＵＶ光の入射角が−βとなるように、基準軸Ａの方向に沿って予め集光光学系５０及びコリメータミラー５２をずらして配置しているが、予め集光光学系５０またはコリメータミラー５２をずれして配置するようにしてもよい。
【００４５】
また、上述の各実施の形態においては、ＥＵＶ光を露光光とする反射型の光学部材から構成される露光装置を例に挙げて説明しているが、ＥＵＶ光以外の露光光を用いた屈折型の光学部材から構成される露光装置に本発明を適用させてもよい。
【００４６】
上述の各実施の形態にかかる投影露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図９のフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
先ず、図９のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。
【００４８】
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置を用いて露光を行うため、マスク上のパターンを良好に照明することができ、良好な半導体素子等のデバイスを得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【００４９】
また、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１０のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図１０において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。
【００５０】
次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００５１】
その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置を用いて露光を行うため、マスクのパターンを良好に照明することができ、良好な液晶表示素子等のデバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる光源ユニットの構成を示す図である。
【図３】集光光学系の集光位置がずれることによるＥＵＶ光の光量の減少について説明するための図である。
【図４】コリメータミラーを通過したＥＵＶ光の平行度の悪化について説明するための図である。
【図５】基準軸に沿ってピンホール（隔壁）の位置を移動する場合について説明するための図である。
【図６】ピンホールの大きさを変更する場合について説明するための図である。
【図７】基準軸に沿ってコリメータミラーの位置を移動する場合について説明するための図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる集光光学系、ピンホールが設けられている隔壁及びコリメータミラーの構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
２…光源ユニット、４，５２…コリメータミラー、６…入射側フライアイミラー、８…射出側フライアイミラー、１０，１２……コンデンサミラー、２０…プラズマ光源、２２，５０…集光光学系、２４…反射型回折格子、２６…検出器、２８…制御装置、３０…チャンバ、３２…隔壁、３４…ピンホール、３４ａ…可動部材、３６，３８，４０，４２…駆動部、Ｍ…マスク、ＭＳ…マスクステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳ…ウエハステージ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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